(57)【要約】【課題】複数の棒状体の曲がりを測定する。【解決手段】燃料集合体の多数の燃料棒４について、一次測定処理で、Ｘ軸方向とＹ軸方向に隣接する２つの燃料棒４、４の間に一対の静電センサ１４を対向配置したプローブ９を挿入して、対向する燃料棒４までの距離情報を山形波形としてそれぞれ出力する。これらを出力波形合計手段３１、３２で合計山形波形を得て、その中央線から両側に等距離の仮想線で各山形波形の面積を区切る。これら面積の二等分線とＸ軸またはＹ軸との距離を制御手段３３で算出する。燃料棒の長手方向で各燃料棒４の位置を測定して曲がりを検出する。【選択図】  図６
2005300301.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに交差するＸ軸方向とＹ軸方向に複数配列された棒状体の曲がり測定方法であって、
Ｘ軸方向とＹ軸方向にそれぞれ隣接する２つの棒状体の間に静電センサを含む距離測定プローブを挿入して、前記静電センサから対向する棒状体までの距離情報を山形波形としてそれぞれ出力し、これら２つの山形波形を合計した合計山形波形の中央線を得て、この中央線から両側に一定幅の範囲で前記各山形波形の面積を仕切り、これら山形波形の面積をそれぞれ二等分する二等分線によってＸ軸またはＹ軸から前記２つの棒状体までの距離を求める一次測定処理を行い、
前記棒状体の長手方向に沿う１または複数位置で前記一次測定処理を行うことで、前記複数配列された棒状体の曲がりを測定するようにしたことを特徴とする棒状体の曲がり測定方法。
【請求項２】
前記複数配列された棒状体の外側で、外側センサをＸ軸及びＹ軸に沿って走行させて外周側に配列された棒状体までの距離情報を山形波形として出力し、該山形波形のピーク値によりＸ軸及びＹ軸から外周側の棒状体までの距離を求める二次測定処理を行い、
前記棒状体の長手方向に沿う１または複数位置で前記二次測定処理を行うことで、前記複数配列された棒状体の曲がりを測定するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の棒状体の曲がり測定方法。
【請求項３】
前記二次測定処理において、前記外側センサのＸ軸及びＹ軸に沿う移動距離を当該外側センサで得る山形波形のピーク値の位置で測定するようにした請求項２に記載の棒状体の曲がり測定方法。
【請求項４】
前記棒状体は、燃料集合体において所定間隔に配列した複数の支持格子で支持された燃料棒であり、該燃料棒について隣接する二つの支持格子間の当該支持格子近傍位置と中間位置とでそれぞれ測定処理を行うようにした請求項１乃至３のいずれかに記載の棒状体の曲がり測定方法。
【請求項５】
前記棒状体は、燃料集合体において所定間隔に配列した複数の支持格子で支持された燃料棒であり、該燃料棒について隣接する二つの支持格子間の中間位置でそれぞれ測定処理を行うようにした請求項１乃至３のいずれかに記載の棒状体の曲がり測定方法。
【請求項６】
互いに交差するＸ軸方向とＹ軸方向に複数配列された棒状体の曲がり測定装置であって、
Ｘ軸方向とＹ軸方向にそれぞれ隣接する２つの棒状体の間に挿入して対向する各棒状体までの距離情報を山形波形としてそれぞれ出力する一対の静電センサを含む距離測定プローブと、
前記２つの山形波形を合計した合計山形波形の中央線から両側に一定幅の範囲で前記各山形波形の面積を仕切り、これら山形波形の面積をそれぞれ二等分する二等分線によってＸ軸またはＹ軸から前記２つの棒状体までの距離を求める一次測定処理手段とを備え、
前記棒状体の長手方向に沿う１または複数位置でＸ軸またはＹ軸から前記２つの棒状体までの距離を測定することで、各棒状体の曲がりを測定するようにしたことを特徴とする棒状体の曲がり測定装置。
【請求項７】
前記複数配列された棒状体の外側においてＸ軸及びＹ軸に沿って走行させて外周側に配列された棒状体までの距離情報を山形波形として出力する外側センサと、
該外側センサで得た山形波形のピーク値によりＸ軸及びＹ軸から外周側の棒状体までの距離を求めると共にＸ軸及びＹ軸に沿う前記ピーク値までの各外側センサの走行距離を測定する二次測定処理手段とを備え、
前記棒状体の長手方向に沿う１または複数位置で前記外側センサ及び二次測定処理手段による測定を行うことで、各棒状体の曲がりを測定するようにしたことを特徴とする請求項６に記載の棒状体の曲がり測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料集合体に保持された多数の燃料棒等の棒状体の曲がりを測定するようにした棒状体の曲がり測定方法及び測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、原子炉用の燃料集合体は所定間隔で配列された複数の支持格子に複数の制御棒案内管を挿通して固定し、制御棒案内管の下部に下部ノズル、上部に上部ノズルをそれぞれ取付けている。そして各支持格子の格子空間には多数の燃料棒が挿通状態で支持されて配列されている。このような構成を有する燃料集合体を原子炉に配設して使用する際、多数の燃料棒や制御棒案内管の間隙からなる流路に冷却水が流れて熱を伝達することになる。
各燃料棒間等にそれぞれ冷却水を通過させて熱を有効に伝達するためには各燃料棒間や燃料棒及び制御棒案内管の間の間隙をそれぞれ所定の寸法に保持しなければならない。そのため、燃料集合体の使用前に各燃料棒間や燃料棒及び制御棒案内管の間の間隙が許容寸法範囲内にあるかどうかを正確に測定する必要がある。
【０００３】
ところで、燃料棒間等の間隔を測定する間隔測定装置として、例えば下記特許文献１及び２に記載されたものが提案されている。これらの間隔測定装置では、燃料棒間に挿入して間隔を測定する間隔測定プローブを採用しており、間隔測定プローブは長尺の弾性板の先端付近にプローブチップを両側に突出形成すると共にその近傍にストレインゲージを設けて歪みセンサとしている。そして、燃料集合体の燃料棒間に間隔測定プローブを挿入し、プローブチップが両側の燃料棒に当接して変形した際にその変形量をストレインゲージで測定して、その歪み値から燃料棒の間隔を演算するようにしている。
【特許文献１】特公平２−６１６８１号公報
【特許文献２】特公平２−６１６８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の間隔測定装置では、燃料棒等の間隔を測定できるが、燃料棒の曲がりを測定することはできなかった。燃料棒は通常４ｍ程度の長さを有しているために支持格子に支持させていても曲がり易かった。また、燃料集合体も燃料棒よりも長尺で構成され且つ重量が大きいために吊り具を用いて起立させていても燃料集合体自体も曲がりを発生させやすく、これによって燃料棒の曲がりを発生させたり曲がりを大きくさせる可能性もあった。
しかしながら、従来の間隔測定装置では、燃料棒の間隔を測定できても燃料棒が曲がって互いに寄り合っている状態の把握ができなかった。そのために、原子炉内で燃料集合体を使用する際に、原子炉稼働後にチャンネル（冷却水の流路）の異常な減少が発生することを推定することもできなかった。しかも、間隔測定プローブが曲がったり傾斜して２つの燃料棒間に進入すると間隔測定であっても測定精度が安定しない不具合がある。
特に、原子炉で燃料集合体を１サイクル稼働した後の定期点検では外周側の燃料棒の間隔と曲がりを画像で観察するため、稼働後のデータと比較判断する場合、外周側の燃料棒の初期曲がりは特に重要である。内側の燃料棒についても外周側の燃料棒で間隔が担保されていることを考慮すると、稼働後には直接観察できない内側の燃料棒の曲がりを推定する上で外周側燃料棒の初期曲がりを測定しておくことは重要である。
【０００５】
本発明は、このような実情に鑑みて、複数の棒状体の曲がりを測定することができるようにした棒状体の曲がり測定方法及び曲がり測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による棒状体の曲がり測定方法は、互いに交差するＸ軸方向とＹ軸方向に複数配列された棒状体の曲がり測定方法であって、Ｘ軸方向とＹ軸方向にそれぞれ隣接する２つの棒状体の間に静電センサを含む距離測定プローブを挿入して、静電センサから対向する棒状体までの距離情報を山形波形としてそれぞれ出力し、これら２つの山形波形を合計した合計山形波形の中央線を得て、この中央線から両側に一定幅の範囲で前記各山形波形の面積を仕切り、これら山形波形の面積をそれぞれ二等分する二等分線によってＸ軸またはＹ軸から２つの棒状体までの距離を求める一次測定処理を行い、棒状体の長手方向に沿う１または複数位置で一次測定処理を行うことで、複数配列された棒状体の曲がりを測定するようにしたことを特徴とする。
また、本発明による棒状体の曲がり測定装置は、互いに交差するＸ軸方向とＹ軸方向に複数配列された棒状体の曲がり測定装置であって、Ｘ軸方向とＹ軸方向にそれぞれ隣接する２つの棒状体の間に挿入して対向する各棒状体までの距離情報を山形波形としてそれぞれ出力する一対の静電センサを含む距離測定プローブと、２つの山形波形を合計した合計山形波形の中央線から両側に一定幅の範囲で各山形波形の面積を仕切り、これら山形波形の面積をそれぞれ二等分する二等分線によってＸ軸またはＹ軸から２つの棒状体までの距離を求める一次測定処理手段とを備え、棒状体の長手方向に沿う１または複数位置でＸ軸またはＹ軸から２つの棒状体までの距離を求めることで、各棒状体の曲がりを測定するようにしたことを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、棒状体の長手方向に沿う１または複数の適宜位置で、Ｘ軸方向にそれぞれ隣接する２つの棒状体の間に静電センサを含む距離測定プローブを順次進入させてＸ軸からの距離を測定する。またＹ軸方向においても同様に隣接する２つの棒状体の間に静電センサを含む距離測定プローブを順次進入させてＹ軸からの距離を測定する。これによって各燃料棒のＸ軸及びＹ軸を基準とする位置（ｘ、ｙ）をそれぞれ検知できる。そして棒状体の長さ方向に沿う複数の位置でＸ軸及びＹ軸を基準とする各燃料棒の位置（ｘ、ｙ）をそれぞれ測定することで各棒状体の曲がりを測定できる。また、棒状体の長さ方向に沿う１の位置で各棒状体の位置（ｘ、ｙ）を測定した場合でも設計値や仕様値等の既知の棒状体位置（ｘ、ｙ）を基準とすれば同様に曲がりを測定できる。
なお、一次測定処理において、各山形波形の面積は合計山形波形の中央線から両側方向に等間隔に設定した２本の仮想線で仕切る領域で設定するのが好ましい。
【０００８】
しかも、本発明による棒状体の曲がり測定方法は、複数配列された棒状体の外側で、外側センサをＸ軸及びＹ軸に沿って走行させて外周側に配列された棒状体までの距離情報を山形波形として出力し、該山形波形のピーク値によりＸ軸及びＹ軸から外周側の棒状体までの距離を求める二次測定処理を行い、棒状体の長手方向に沿う１または複数位置で二次測定処理を行うことで、複数配列された棒状体の曲がりを測定するようにしたことを特徴とする。
本発明によれば、外側センサを用いた二次測定処理によってＸ軸方向及びＹ軸方向に沿って外周側に配列された棒状体の距離をＸ軸またはＹ軸を基準軸として測定できる。
また、二次測定処理において、外側センサのＸ軸及びＹ軸に沿う移動距離を当該外側センサで得る山形波形のピーク値の位置で測定するようにしてもよい。
この場合には、基準軸からピーク値までの距離情報により、基準軸に沿う外周側棒状体の位置を測定できるから、一次測定処理で得られた外周側棒状体のＸ軸及びＹ軸方向における距離情報の正確さを検証できる。そして上述したピーク値における基準軸から棒状体までの距離との関係で位置（ｘ、ｙ）を測定できる。
これによって一次測定処理で測定された棒状体の位置（ｘ、ｙ）や曲がりの測定精度を検証できる。このことは、原子炉稼働後の定期点検時に各燃料棒の曲がりを測定する場合、外周側の燃料棒しか測定できず、外周側の燃料棒の曲がりによって内側の燃料棒の曲がりや間隔を推測せざるを得ないために、外周側燃料棒について測定した初期曲がりを原子炉稼働後の定期点検時の曲がりと比較する上で特に重要である。
【０００９】
また、本発明による棒状体の曲がり測定装置は、複数配列された棒状体の外側においてＸ軸及びＹ軸に沿って走行させて外周側に配列された棒状体までの距離情報を山形波形として出力する外側センサと、該外側センサで得た山形波形のピーク値によりＸ軸及びＹ軸から外周側の棒状体までの距離を求めると共にＸ軸及びＹ軸に沿うピーク値までの各外側センサの走行距離を測定する二次測定処理手段とを備え、棒状体の長手方向に沿う１または複数位置で外側センサ及び二次測定手段による測定処理を行うことで、各棒状体の曲がりを測定するようにしたことを特徴とする。
本発明によれば、更に、外側センサを用いた二次測定処理によってＸ軸方向及びＹ軸方向に沿って外周側に配列された棒状体の距離をＸ軸またはＹ軸を基準軸として測定し位置（ｘ、ｙ）を得られる。これによって一次測定処理で測定された棒状体の位置（ｘ、ｙ）や曲がりの測定精度を検証できる。特に、棒状体の長さ方向に沿う複数の位置でＸ軸及びＹ軸方向における外周側の棒状体の基準軸に対する距離を測定することで各外周側の棒状体の曲がりを検証できる。また、棒状体の長さ方向に沿う１の位置で各外周側の燃状体の距離を測定した場合でも設計値や仕様値等の既知の棒状体の距離を基準とすれば同様に曲がりを検証できる。
【００１０】
また、棒状体は、燃料集合体において所定間隔に配列した複数の支持格子で支持された燃料棒であり、該燃料棒について隣接する二つの支持格子間の当該支持格子近傍位置と中間位置とでそれぞれ測定処理を行うことが好ましい。
この場合には、支持格子近傍位置で測定した各燃料棒の位置（ｘ、ｙ）に対し中間位置で測定した各燃料棒の位置（ｘ、ｙ）とのズレを検知することで、各燃料棒の曲がりの有無や曲がりの程度等を検出できる。なお、支持格子近傍位置は、一方の支持格子近傍位置である１箇所または両方の支持格子近傍位置である２箇所のいずれであってもよい。
或いは、棒状体は、燃料集合体において所定間隔に配列した複数の支持格子で支持された燃料棒であり、該燃料棒について隣接する二つの支持格子間の中間位置でそれぞれ測定処理を行うようにしてもよい。
支持格子近傍位置の燃料棒は支持格子で把持されていて曲がりや傾斜やズレ等は小さいために、設計値や仕様値等で代用でき、中間位置で測定した各燃料棒の位置（ｘ、ｙ）と設計値や仕様値等との差異によって各燃料棒の曲がりの有無や曲がりの程度等を検出でき、測定・検知速度が向上して検査効率が高い。
【発明の効果】
【００１１】
本発明による棒状体の曲がり測定方法及び装置によれば、複数の棒状体についてそれぞれの棒状体の曲がりを測定できる。特に、距離測定プローブが基準軸であるＸ軸、Ｙ軸に対して曲がったり傾斜して棒状体間に進入したり、２つの棒状体の一方側へ偏って進入しても所定の精度で距離を測定できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に本発明の実施の形態について添付の図１乃至図１０を参照して説明する。
図１乃至図１０は実施の形態による曲がり測定装置を示すもので、図１は曲がり測定装置の概略構成図、図２は燃料集合体と計測ブロックとの関係を示す図、図３は燃料棒の曲がり測定位置を示す図、図４は燃料棒とプローブと進退機構との関係を示す図で、（ａ）はプローブ挿入前の状態、（ｂ）はプローブを挿入した状態、（ｃ）はプローブが制御棒案内管を通過した状態、図５はプローブの先端部分の断面図、図６はプローブと外側センサとを有する曲がり測定装置の要部構成図、図７〜９は異なる態様の燃料棒間にプローブを挿入した状態と測定した山形波形を示す図、図１０（ａ）は支持格子近傍位置における外側センサによるＸ軸と燃料棒との距離を測定する静電容量の出力波形図、（ｂ）は中間位置における（ａ）と同様な図である。
図１乃至図３において、本実施の形態による曲がり測定装置１は、燃料集合体２に配列された隣接する燃料棒４、４や燃料棒４及び制御棒案内管４Ｓの間隔や曲がりを測定するためのものである。燃料集合体２は、上下方向に所定間隔に配設された複数の支持格子３に制御棒案内管４Ｓが挿通されて固定され（図４参照）、制御棒案内管４Ｓの上下端には上部ノズル２ａと下部ノズル２ｂとがそれぞれ連結されている。各支持格子３には多数の燃料棒４が挿通状態で弾性的に支持されている。
図２の平面視で略正方形状をなす燃料集合体２の互いに直交する一方の外周面（辺）に平行な仮想線をＸ軸とし他方の外周面（辺）に平行な仮想線をＹ軸とした場合、Ｘ軸とＹ軸は直交しており、複数の燃料棒４及び制御棒案内管４Ｓ（以下、燃料棒４等という）はＸ軸及びＹ軸方向に配列されている。
そして、燃料集合体２の隣り合うＸ軸及びＹ軸方向には曲がり測定装置１の一対の計測ユニット５、５が配設され、燃料集合体２を挟んで計測ユニット５に対向する位置には検査スタンド６が立設されている。
【００１３】
各計測ユニット５は、検査スタンド６に支持されて上下動可能なサドル８と、このサドル８の上部に設けられていて燃料集合体２の燃料棒４、４等の間隙に進入して隣り合う燃料棒４、４等の距離を測定する距離測定プローブ（以下、単にプローブという）９と、その進退機構１０とを備えている（図２参照）。プローブ９と進退機構１０は図２に示すようにそれぞれ燃料集合体２のＸ軸方向及びＹ軸方向の面に略直交する方向にそれぞれ１または複数組（図では各二組）配設され、図２に示す例ではＸ軸方向とＹ軸方向に移動して順次燃料棒４，４間に進入可能とされている。
そして、燃料集合体２の外周面において、Ｘ軸またはＹ軸方向における燃料集合体２の幅方向中央を検知するための中心検知センサ１１（位置決め部材）が設けられている。検知した燃料集合体２の幅方向中央位置から、Ｘ軸、Ｙ軸方向に配列された各燃料棒４、４間の中央位置をそれぞれ算出してプローブ９の挿入前の位置決めを行う。なお、中心検知センサ１１によって隣り合う燃料棒４，４の間隙の中央位置を直接それぞれ検知するようにしてもよい。
【００１４】
次に、図４及び図５によりプローブ９とその進退機構１０を説明する。プローブ９は基部９ａが断面板状で長尺に延びた絶縁体１２からなり、絶縁体１２の外周面は剛性のある薄板のステンレスシート１３で二面を挟持されている。これによってプローブ９の基部９ａを補強して剛性を確保してセンサ１４及び絶縁体１２を保護する。しかも基部９ａは可撓性を有しており、燃料集合体２への挿入時に燃料棒４より径の大きい制御棒案内管４Ｓに接触した際に逃げて撓むことができる。
プローブ９の先端付近では二面のステンレスシート１３が切除されて静電センサ１４、１４がそれぞれシート１３とは非接触で絶縁体１２内に埋め込まれている。各静電センサ１４により、このセンサ１４と対向する燃料棒４または制御棒案内管４Ｓとの距離に応じた静電容量を検出し、その出力を山形波形（出力波形）として得ることができる（図７〜９参照）。この山形波形のピーク値は静電センサ１４と燃料棒４または制御棒案内管４Ｓとの距離に対応するものであるから、相関によって静電センサ１４から燃料棒４または制御棒案内管４Ｓまでの距離を測定・演算できる。
【００１５】
基部９ａの先端部は屋根形に形成され、燃料棒４，４間に進入し易い。基部９ａの基端部は台座ブロック１５に固定され、この台座ブロック１５は基部９ａに直交する方向に延びたスライドガイド１７上に支持され、小さな負荷で往復動可能である。台座ブロック１５の更に基端側には固定部１５ａが後方に突出し、この固定部１５ａは二つの腕部１８ａ，１８ｂからなるグリップ部１８で挟持可能とされている。
グリップ部１８はプローブ９が燃料棒４，４間から後退した状態で、固定部１５ａを把持して上述の中心検知センサ１１で検知した燃料棒４，４間の中央位置へプローブ９を移動させ（図４（ａ）参照）、その後に固定部１５ａを離して各腕部１８ａ、１８ｂを等間隔で開放状態に保持する（図４（ｂ）参照）。プローブ９は、燃料棒４，４間に進入した際に制御棒案内管４Ｓに接触すると離間する方向にスライドガイド１７に沿って移動する（図４（ｃ）参照）。その際、グリップ部１８の開放状態の各腕部１８ａ、１８ｂはプローブ９の固定部１５ａの移動範囲を規制する。
なお、プローブ９が図示しない進退部材によって燃料棒４、４間に進入する際に進退機構１０も一体に移動する。
【００１６】
また、基部９ａは先端部から固定ブロック１５に至るまでの全長に亘ってプローブ厚ｄを肉薄（例えばｄ＝約０．５ｍｍ以下）に形成し、静電センサ１４、１４の間隔をｄｔとしている。ｄ＝０．５ｍｍ以下にすることで、プローブ９を燃料棒４、４間や燃料棒４及び制御棒案内管４Ｓ間に挿入した際に接触による摩耗（摩擦抵抗）を低減して寿命を向上させると共に測定値のバラツキを小さくできる。しかも、プローブ９が制御棒案内管４Ｓに接触しても間隙を押し広げることなく進入させる。
また、図４において、プローブ９の両面に設けたステンレスシート１３にはアース線２０が接続されている。ステンレスシート１３が燃料棒４や制御棒案内管４Ｓに接触したり擦ったりしても、アース線２０を通して静電気を放電して電位差をなくし、その影響を排除でき、静電センサ１４による測定結果が安定する。
【００１７】
次に、図６において、燃料集合体２ではＸ軸に沿って外周側の燃料棒４…（図中、便宜的に符号４ａ、４ｂ、４ｃ、…で識別する）が、Ｙ軸に沿って外周側の燃料棒４…（同じく便宜的に符号４ａ、４ｄ、４ｇ、…で識別する）がそれぞれ配列されている。そして、Ｘ軸方向には、Ｘ軸に沿って走査して燃料棒４ａ、４ｂ、４ｃ、…との距離を測定するための外側センサ２２が配設され、Ｙ軸方向には、Ｙ軸に沿って走査して燃料棒４ａ、４ｄ、４ｇ、…との距離を測定するための外側センサ２３が配設されている。これら外側センサ２２、２３はプローブ９と同様に静電センサによって構成されるが、レーザセンサ等であってもよい。外側センサ２２、２３とプローブ９，９は測定処理手段２５に接続されている。
外側センサ２２、２３はＹ軸、Ｘ軸を始点としてＸ軸、Ｙ軸に沿ってそれぞれ走査し、各燃料棒４との距離に応じた静電容量を検出し、測定信号を測定処理手段２５内の二次測定処理手段２６の波形出力手段２７ａ、２７ｂに山形波形（出力波形）として出力し、演算手段２８で各山形波形のピーク値から距離情報を演算する。距離情報はＸ軸とＹ軸が基準軸になる。また、各外側センサ２２，２３では各山形波形のピーク値を検出する際に始点からピーク値までの距離を同時に検出するのが好ましい。これによってＸ軸方向とＹ軸方向の距離をそれぞれ測定でき、位置（ｘ、ｙ）が得られる。
【００１８】
また図６及び図７に示すように、各プローブ９の静電センサ１４、１４は一次測定処理手段２９の波形出力手段３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄにそれぞれ接続されていて、各燃料棒４との距離に応じた静電容量を検出して山形波形ｈａ，ｈｄを出力し、各プローブ９毎に出力波形合計手段３１、３２で山形波形を合計し、合計山形波形ｈａｄから中央線Ｍｘを割り出す。そして、合計山形波形ｈａｄの中央線Ｍｘから制御手段３３で両側に同一幅の仮想線Ｍａ，Ｍａをとって各山形波形を仕切り、その面積を二等分する二等分線Ｐｉｘ（ｉ＝ａ，ｂ，ｃ、…）をそれぞれ求めて二等分線ＰｉｘとＹ軸またはＸ軸との距離情報を演算する。二等分線Ｐｉｘは各燃料棒４の中心またはより中心に近い位置を通る。
間にプローブ９を挿入する２つの燃料棒４、４の一方または両方に曲がりやずれがある場合でも、二等分線Ｐｉｘを各燃料棒４の概略中心線として基準軸（Ｘ軸、Ｙ軸）からの距離を求めることができる。
【００１９】
本実施の形態による曲がり測定装置１は上述の構成を備えており、次に曲がり測定装置１を用いた燃料棒４等の曲がり測定方法を図６乃至図１０を中心に説明する。
まず、第一の曲がり測定方法として、プローブ９による一次測定処理方法について図６乃至図９により説明する。
図１及び図２において、検査スタンド６に支持された燃料集合体２に対向して配設された一対の計測ユニット５、５は最下段の支持格子３と第二段の支持格子３との間（これを一次測定領域という）に配列された複数列の燃料棒４…の間隙を順次測定するように配置されて、サドル８が停止している。
この状態で、一次測定領域における燃料棒４の曲がりを測定する。測定位置は図３に示すように二つの支持格子３、３間における支持格子近傍位置Ｓ１、Ｓ２と中央位置（中間位置）Ｓ３とする。なお、位置Ｓ３は中央でなくても位置Ｓ１、Ｓ２の中間であればよい。
【００２０】
一次測定処理工程として、先ず、図４（ａ）に示すように進退機構１０におけるグリップ部１８でプローブ９の固定部１５ａを把持し、中心検知センサ１１で直接または間接的に検出した燃料棒４、４間の中央にプローブ９が位置するように水平移動させる（図４（ａ）参照）。そして、グリップ部１８を開放位置に離間させる（図４（ｂ）参照）。
図６において、プローブ９を外周側の燃料棒４ａ，４ｄ間の中央から例えばＹ軸に直交させて進入させ、一対の静電センサ１４，１４が各燃料棒４ａ，４ｄに対向する位置で各静電センサ１４で当該燃料棒４ａ、４ｄまでの静電容量を検出する。すると、プローブ９は燃料棒４ａ、４ｄ間の略中央をＸ軸に略平行に進入するために、図７（ａ）に示すように各静電センサ１４と燃料棒４ａ、４ｄとの距離に対応した静電容量の山形波形ｈａ、ｈｄを波形出力手段３０ａ、３０ｂで得る。出力波形合計手段３１で山形波形ｈａ、ｈｄを合計すると、同図（ｂ）に示す合計山形波形ｈａｄが得られる。
図７（ａ）の場合、燃料棒４ａ、４ｄに曲がりやずれがないため、合計山形波形ｈａｄの幅方向の中央線Ｍｘは波形を二等分する線であり、同時に各山形波形ｈａ，ｈｄのピーク値Ｐａ、Ｐｄと一致する。そして、図７（ｂ）で中央線Ｍｘの両側に等距離ａ，ａの仮想線Ｍａ、ＭａをＭｘに平行に引き、各山形波形ｈａ，ｈｄとの交点をＬ、Ｍとする。交点Ｌ，ＭについてＸ軸（基準軸）と平行な線を引くと互いに（波形ｈａ，ｈｄはＰａ，Ｐｄで線対称であるため）交わり、線ＬＭとなる。波形ｈａ、ｈｄと線ＬＭで囲う面積ＨＡ、ＨＤを二等分するＸ軸に垂直な二等分線Ｐａｘ、Ｐｄｘを引くと、二等分線Ｐａｘ、Ｐｄｘ、ピーク値Ｐａ、Ｐｄ、中央線Ｍｘは一致する。
各山形波形のピーク値Ｐａ，Ｐｄは各静電センサ１４と燃料棒４ａ、４ｄとの距離に対応するものであるから、静電センサ１４，１４間の距離ｄｔを加えることで燃料棒４ａ、４ｄ間の距離を測定・演算できる。
そして、Ｙ軸を基準軸として二等分線Ｐａｘ、Ｐｄｘまでの距離は概略でＹ軸から燃料棒４ａ，４ｄの中心までのＸ軸方向の距離Ａｘ、Ｄｘとして測定できる。
【００２１】
また、図８（ａ）の場合、燃料棒４ａ、４ｄは曲がりによりＸ軸方向反対側に互いにずれており、しかもプローブ９は振れながら進入する場合を示しており、各山形波形ｈａ、ｈｄはＸ軸方向に互いにずれ且つ非対称に変形している。各山形波形ｈａ，ｈｄのピーク値Ｐａ、Ｐｄも同様にずれている。
この場合も、図８（ｂ）で合計山形波形ｈａｄをとり、その幅方向の中央線Ｍｘをとる。そして、図８（ｂ）で中央線Ｍｘの両側に等距離ａ，ａの仮想線Ｍａ、ＭａをＭｘに平行に引き、各山形波形ｈａ，ｈｄとの交点をＬ、Ｍとする。交点Ｌ，Ｍは中央線Ｍｘ方向にずれており、そのいずれかでＸ軸（基準軸）と平行な線を引くと波形ｈａ，ｈｄと交点Ｋで交わる。波形ｈａ、ｈｄと線ＭＫ，ＬＫで囲う面積ＨＡ、ＨＤを二等分するＸ軸に垂直な二等分線Ｐａｘ、Ｐｄｘを引く．このようにして得た二等分線Ｐａｘ、ＰｄｘとＹ軸との距離を測定するとＹ軸から燃料棒４ａ，４ｄの中心までのＸ軸方向の距離Ａｘ、Ｄｘが得られる。
また、図９（ａ）の場合、燃料棒４ａ、４ｄが曲がっていてＸ軸方向に互いにずれていて、プローブ９は一方の燃料棒４ｄ側に寄ってＸ軸と略平行に燃料棒４ａ、４ｄ間に進入する。各山形波形ｈａ、ｈｄはＸ軸方向に互いにずれており、各ピーク値Ｐａ、Ｐｄも同様にずれているが、各山形波形ｈａ，ｈｄは各ピーク値Ｐａ、Ｐｄの線に対して線対称である。そして、図７，図８の場合と同様な手順で、合計山形波形ｈａｄ、その中央線Ｐａｄ、各山形波形ｈａ，ｈｄの面積、二等分線Ｐａｘ、Ｐｄｘを求める。二等分線Ｐａｘ、ＰｄｘとＹ軸との距離をＹ軸から燃料棒４ａ，４ｄの中心までのＸ軸方向の距離Ａｘ、Ｄｘとして求める。
【００２２】
このように、一次測定処理において、図７、８、９に示す各燃料棒４の曲がりやずれ、そしてプローブ９の振れにかかわらず、Ｘ軸またはＹ軸から各燃料棒４の中心までの距離をほぼ一定の精度で求めることができる。
そして、燃料棒４ａ、４ｄの列の各燃料棒４のＹ軸からの距離の測定をプローブ９を進入させつつ順次行い、終了したらプローブ９を引き抜いて、燃料棒４ｄ，４ｇ間に挿入して同様な測定を順次行う。プローブ９をＹ軸に直交させて順次隣り合う燃料棒４，４の間に挿入して静電センサ１４、１４で測定することで、各燃料棒４についてＹ軸から各燃料棒４の中心までの距離を順次求めることができる。また、プローブ９をＸ軸に直交させて隣り合う燃料棒４，４間に順次挿入して同様にＸ軸から各燃料棒４の中心までの距離を求めることができる。
このようにして一次測定領域において、支持格子近傍位置Ｓ１、Ｓ２、中央位置Ｓ３で、Ｘ軸、Ｙ軸からの各燃料棒４の距離を測定し終えると、各燃料棒４の位置（ｘ、ｙ）を測定できる。そして、例えば支持格子近傍位置Ｓ１での各燃料棒４の位置（ｘ、ｙ）を基準として、位置Ｓ２、位置Ｓ３における各燃料棒４の位置（ｘ、ｙ）を対比すれば、この領域での全ての燃料棒４の曲がりを求めることができる。
次の支持格子３，３間の二次測定領域やその上方の各測定領域における燃料棒４…について、同様にして支持格子近傍位置Ｓ１、Ｓ２、中央位置Ｓ３の３箇所でＸ軸及びＹ軸を基準として一次測定処理を行うことで、各燃料棒４…の位置（ｘ、ｙ）を測定し、各燃料棒４の曲がりを測定できる。
【００２３】
上述のように本実施の形態によれば、静電センサ１４、１４を有するプローブ９、９によって、支持格子近傍位置Ｓ１、Ｓ２、中央位置Ｓ３の３箇所で各燃料棒４の位置（ｘ、ｙ）を求めることで各燃料棒４の曲がりを測定できる。またこれら燃料棒の位置（ｘ、ｙ）のデータから燃料棒の間隔も検査できる。特に本実施の形態によれば、プローブ９が基準軸であるＸ軸、Ｙ軸に対して振れながら燃料棒４，４間に進入しても、また２つの燃料棒４，４の一方側へ偏って進入しても一定の精度で距離や曲がりを測定できる。
【００２４】
次に外側センサ２２、２３を用いた二次測定処理工程について説明する。
上述した一次測定処理によって各燃料棒４の曲がりを測定した後、燃料集合体２に関してＸ軸及びＹ軸方向に沿う外周側の燃料棒４について、Ｘ軸及びＹ軸を基準軸として外周側の各燃料棒４に関する距離の測定を外側センサ２２、２３で行うことが好ましい。
この場合、外側センサ２２，２３によって基準軸であるＸ軸とＹ軸から外周側燃料棒４までの距離情報により外周側燃料棒４の位置（ｘ、ｙ）を測定できるから、一次測定処理で得られた外周側燃料棒４のＸ軸及びＹ軸方向における距離情報の正確さを検証できる。このことは、原子炉稼働後の定期点検時に各燃料棒４の曲がりを測定する場合、外周側の燃料棒４しか測定できず、外周側の燃料棒４の曲がりによって内側の燃料棒４の曲がりや間隔を推測せざるを得ないために、外周側燃料棒について測定した初期曲がりを原子炉稼働後の定期点検時の曲がりと比較する上で特に重要である。そのため、外周側燃料棒４の初期の曲がりの測定精度を検証しておくことが好ましい。
【００２５】
このような測定方法を本発明の第二実施形態として以下に説明する。
第一実施形態で説明した一次測定処理方法を行ない、各燃料棒４の曲がりを測定した後、二次測定処理を行う。
二次測定処理工程において、支持格子近傍位置Ｓ１、Ｓ２で測定を行う。先ず図６において、Ｙ軸を始点としてＸ軸に沿って外側センサ２２を走査させ、各燃料棒４（４ａ、４ｂ、４ｃ、…）に対向する位置で外側センサ２２と各燃料棒４との距離を測定する。測定は、外側センサ２２と各燃料棒４との距離に対応した静電容量を検出し、二次測定処理手段２６内の波形出力手段２７ｂで図１０（ａ）に示す山形波形ｈａ、ｈｂ、ｈｃ、…を得る。そして、各山形波形のピーク値Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、…から演算してＸ軸（外側センサ２２）と各外周側燃料棒４とのＹ軸方向の距離を得る。これら測定した各距離に燃料棒４の半径を加算すれば、Ｘ軸、Ｙ軸から各外周側燃料棒４の中心までの距離Ａｙ、Ｂｙ，Ｃｙ…、Ａｘ、Ｄｘ、Ｇｘ…が得られる。
この場合、各燃料棒４は支持格子３で保持されているため、支持格子近傍位置Ｓ１，Ｓ２での燃料棒４には曲がりは殆ど発生しておらず、図１０（ａ）に示す山形波形ｈａ、ｈｂ、ｈｃ、…はほぼ同一形状となり、外側センサ２２と燃料棒４との距離もほぼ同一の値を測定する。
【００２６】
また、外周側燃料棒４ａ、４ｂ、４ｃ、…までのＹ軸方向距離を測定するために外側センサ２２をＸ軸に沿って走査させる際、各山形波形ｈａ、ｈｂ、ｈｃ、…のピーク値Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、…を検出する位置でのＹ軸からの各走行距離を検出してもよい。このＸ軸方向の各走行距離を他方の外側センサ２３やプローブ９で測定した位置Ａｘ、Ｂｘ、Ｃｘ…と一致するか否か比較することで位置（ｘ）を得ることができる。
これらによって外周側燃料棒４の位置（ｘ、ｙ）を測定できる。これを一次測定処理における外周側燃料棒４の位置（ｘ、ｙ）と対比することで、測定データの検証を行うことができる。
同様に外側センサ２３でも同様に各ピーク値の走行距離を求めて外周側燃料棒４の位置（ｘ、ｙ）を測定して、一次測定処理による外周側燃料棒４の測定位置（ｘ、ｙ）と比較し検証することができる。
【００２７】
次に中央位置Ｓ３に外側センサ２２、２３を移動させ、同様にＸ軸、Ｙ軸に沿って走査して二次測定処理によって同様に外周側燃料棒４の位置（ｘ、ｙ）を測定する。
この測定において、二次測定処理手段２６の各波形出力手段２７ｂ、２７ａで山形波形を得る。図６において、燃料棒４ｂは一点鎖線で示すように変形して内側（燃料棒４ｅ側）に湾曲しており、他の燃料棒４の変形は殆ど生じていない。そのため、Ｘ軸方向では、図１０（ｂ）に示す山形波形ｈｂ′が他の山形波形ｈａ′、ｈｃ′よりも低いピーク値Ｐｂ′となって表れ、演算手段２８で得た燃料棒４ｂまでの距離は燃料棒４ａ、４ｃの距離より長い。Ｙ軸方向でも各燃料棒４（４ａ、４ｄ、４ｇ、…）との距離を同様に山形波形のピーク値から測定する。これら測定した各距離に燃料棒４の半径を加算すれば、Ｘ軸から各燃料棒４の中心までの距離Ａｙ、Ｂｙ′、Ｃｙ、…と、Ｙ軸から各燃料棒４の中心までの距離Ａｘ、Ｄｘ、Ｇｘ、…が得られる。
これと同時に各山形波形のピーク値Ｐａ′，Ｐｂ′、Ｐｃ′の位置までの外側センサ２２の走行距離によってＸ軸方向の距離をも測定できる。同様にして外側センサ２３を走行させて各山形波形のピーク値までのＹ軸方向の走行距離を求める。このようにして外側センサ２２、２３による外周側燃料棒４の位置（ｘ、ｙ）を測定する。
そして、一次測定処理による中央位置Ｓ３での外周側燃料棒４の測定位置（ｘ、ｙ）と比較し検証する。
【００２８】
次に第三の実施の形態による測定方法として簡略的な測定方法を説明する。
上述の各実施の形態では、隣接する支持格子３，３で支持された複数の燃料棒４…について燃料棒４の長手方向３箇所の位置Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３で外側センサ２２，２３とプローブ９、９によって各燃料棒４の位置（ｘ、ｙ）を測定したが、上下の支持格子近傍位置Ｓ１，Ｓ２では各燃料棒４は支持格子３に固定されている位置に近いために曲がり等は発生し難い。
そのため、一次及び二次測定方法において、支持格子近傍位置Ｓ１，Ｓ２における各燃料棒４の位置（ｘ、ｙ）は測定することなく設計値や仕様値等で代用し、中央位置Ｓ３でのみ上述した一次及び二次測定方法を行い、各燃料棒４の位置（ｘ、ｙ）を測定する。これによって各燃料棒４の曲がりを簡単に測定し、また外周側燃料棒４について簡単に検証できる。
この測定方法を採用すれば、より簡単に各燃料棒４の曲がりを測定できると共に外周側燃料棒４の曲がり測定値の検証を行える。
また、下部ノズル２ｂ側の支持格子近傍位置Ｓ１または上部ノズル２ａ側の一方の支持格子近傍位置Ｓ２での一次及び/または二次測定を省略してもよい。
【００２９】
なお、本実施の形態において、プローブ９を用いて一次測定処理を行う場合、Ｙ軸方向とＸ軸方向に全ての燃料棒４、４の列の間にプローブ９を挿入して測定を行うとしたが、１列おきにプローブ９を挿入して測定するようにしてもよい。これによって検査時間を一層短縮できて効率的な検査を行える。
また、本発明は燃料集合体２の燃料棒４，４間や燃料棒４及び制御棒案内管４Ｓ間の曲がりの測定だけでなく、その他の適宜の被測定対象物を含めた任意の棒状体の曲がりを測定する装置や方法として用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の形態による曲がり測定装置の構成を示す側面図である。
【図２】燃料集合体と計測ブロックとの関係を示す平面図である。
【図３】上下の支持格子間に保持された燃料棒の曲がり測定位置を示す図である。
【図４】燃料棒とプローブと進退機構との関係を示す図で、（ａ）はプローブ挿入前の状態、（ｂ）はプローブを挿入した状態、（ｃ）はプローブが制御棒案内管を通過した状態である。
【図５】プローブの先端部分の断面図である。
【図６】燃料棒と測定処理手段とを示す曲がり測定状態の要部平面図である。
【図７】（ａ）はプローブによって隣接する２つの燃料棒の距離を測定する状態の平面図と、各静電センサで得られた山形波形を示す図、（ｂ）は各静電センサで得た山形波形の合計山形波形図である。
【図８】プローブが振れながら進入している状態の図７と同様な図である。
【図９】プローブが一方の燃料棒に偏っている状態の図７と同様な図である。
【図１０】（ａ）は支持格子近傍位置における外側センサによるＸ軸と燃料棒との距離を測定する静電容量の出力波形図、（ｂ）は中央位置における外側センサによる同様な出力波形図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  曲がり測定装置
２  燃料集合体
４  燃料棒（棒状体）
４ａ  制御棒案内管（棒状体）
９  距離測定プローブ（プローブ）
１４  静電センサ
２２、２３  外側センサ
２５  測定処理手段
２６  二次測定処理手段
２８  演算手段
２９  一次測定処理手段
３１、３２  出力波形合計手段
ｈａ，ｈｄ  山形波形
ｈａｄ  合計山形波形
３３  制御手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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